啤酒包装用铝箔生产工艺技术及发展应用

    啤酒中重要的原料之一是啤酒花,它赋予啤酒特殊的苦味.而啤酒花中的成分是光敏感的,在阳光中紫外线的作用下会分解,产生不愉快的"阳光臭".有色的玻璃瓶可以在一定程度上减少这种反应发生.在瓶颈处加锡箔，在这个薄弱的环节可以减少紫外光透射，减少"阳光臭"卫生，防止和减少腐蚀也是它的作用之一当然，还有就是美观，精致，这个也是非常重要的，或者说是最重要的目，让啤酒觉得很档次，某些品牌的啤酒，比如百威啤酒的锡箔标还有防伪功能，有一个温度感应变色的红色百威标志，当啤酒随着包装行业的迅速发展,大部分啤酒厂在使用啤酒瓶口标签铝箔(简称啤酒标),现在用的产品为80112O,0.0115mm箔。下面对用铸轧坯料生产啤酒标用铝箔的工艺过程、产品力学性能、针孔及用户的技术要求进行了评述,同时对啤酒标用铝箔的发展趋势进行预测。

    1、啤酒标用铝箔的主要技术指标
　　1.1啤酒标用铝箔的化学成分
　　在我国,无论是用热轧坯料还是用铸轧坯料生产的啤酒标用铝箔,其化学成分均为8011合金,合金的主要成分见表1。但是在生产时,不同厂家的实际控制成分范围是不相同的,如华北铝业公司是采用低成分控制范围的合金生产啤酒标用铝箔,其化学成分的控制范围主要是考虑产品的抗拉强度、伸长率及铝箔针孔度等技术指标要能满足用户的要求。

    1.2力学性能
　　现在啤酒标用铝箔的厚度为0.0115mm,力学性能检验一般使用条形拉伸试样,即平行部分宽度15mm、长度170mm、标距为100mm的拉伸试样,根据用户使用效果,80112O,0.0115mm啤酒标用铝箔的抗拉强度一般在80～90N/mm2之间,伸长率为2%～2.5%。此外,不同的用户还有额外的要求,如爆裂强度等。这些技术指标一般由酒标印刷厂进行检验,铝箔供货厂通过工艺保证而不单独进行检测。

    1.3铝箔针孔及表面质量的要求
　　较薄的啤酒标铝箔经过彩色涂印后才能用于封口,因此对其表面质量的要求较高,铝箔表面不允许有油斑、明显印痕等缺陷。啤酒标印刷后要在铝箔表面均匀的打上小孔,这是啤酒标特有的工艺要求,因此对铝箔针孔度的要求很严格,几乎不允许铝箔上有针孔缺陷出现。如果铝箔原始针孔较多,加上成品啤酒标本身打上的小孔,铝箔表面就变成了“筛子”,铝箔的其他性能也会恶化,会严重影响啤酒厂的贴标速度。但是,目前国内以铸轧坯料供货的啤酒标都能实现较小的铝箔针孔,在这方面基本上能够满足用户的使用要求。

    2、啤酒标用铝箔生产工艺控制要点
　　下面仅对铸轧坯料生产啤酒标铝箔的工艺控制要点进行评述,工艺流程为:铸轧熔炼→成分调整→静置炉精炼→在线除气→加入晶粒细化剂→过滤→铸轧→冷轧→在中间厚度热处理→铝箔轧制→双合轧制→成品分切→成品热处理→检查包装。
　　2.1铸轧工序的工艺控制要点
　　在铸轧生产过程中,铝的熔体质量控制相对比较严格,除正常调整成分、彻底扒渣外,倒入保温炉(静置炉)的熔体要进行精炼,精炼时间根据炉料重量而定,一般应在15min以上,精炼介质为N2或N2+CCl4;在铸轧之前,再进行在线精炼,使进入铸轧区的铝熔体含氢量尽量减少。为了控制铸轧板坯的晶粒度,在熔体进入过滤箱之前应加入晶粒细化剂,常用直径9.5～10mm的Al2Ti2B丝,加入速度根据板坯宽度及铸轧速度而略有不同,如在铸轧速度1.0m/min的情况下生产7.5mm×1200mm的铸轧板坯,Al2Ti2B丝的加入速度一般为200～250mm/min。

    2.2冷轧和箔轧工序的工艺控制要点
　　2.2.1冷轧和箔轧
　　啤酒标用铝箔对板形和表面质量的要求较高,要选择新磨削的工作辊进行成品道次的铝箔轧制,工作辊和导辊的状况要良好,在各道次要设定或选择适宜的板形曲线,保证铝箔板形平整。
　　2.2.2在中间厚度和成品厚度的热处理
　　在国内,用铸轧坯料生产啤酒标用铝箔时,一般在冷轧的中间道次进行一次退火,由于退火温度较高(一般在500℃以上)称为均匀化退火,不同生产厂选择在不同厚度进行中间退火,例如在2.0mm或0.8mm厚。进行均匀化退火一方面可以改善坯料的压延性能,又可以提高铝箔的伸长率。在成品铝箔退火时考虑的因素是消除铝箔表面的轧制油以及保证成品的力学性能,一般采用低温长时间保温来进行除油,如(180～230)℃(20～30)h,除油效果可以达到GB3198标准规定的A级刷水性能;考虑力学性能要符合技术标准要求,一般在300℃以上保温20～30h退火。

    随着中国啤酒业市场竞争的日趋激烈，啤酒产品的竞争已从以往品质、价格的竞争转化为以品牌为中心，品质、标签及包装为三大支撑点的综合竞争。其中，标签作为区分产品的有效方法和促使消费者购买的重要因素，得到了厂商的高度重视，“做酒就是做标签”。

    但是，一段时间以来，啤酒标签没有获得广大同仁的重视，但是随着啤酒包装的迅速发展，啤酒瓶的标签也在变化着，现在大多啤酒厂使用的是铝箔。用行业的术语称其为啤酒标。好的啤酒标，既能创造良好的视觉冲击力，同时又赢得市场认同，对啤酒的外包装而言是既美观又实用的品牌代言。

    现在国内啤酒商用的产品为80112O,0.0115mm箔。在此笔者对用铸轧坯料生产啤酒标用铝箔的工艺过程、产品力学性能、针孔及用户的技术要求进行了评述,同时对啤酒标用铝箔的发展趋势进行预测。

    首先啤酒标用铝箔的主要技术指标要从撩拨得化学成分、力学性能以及铝箔针孔及表面要求来考虑。
　　在我国,无论是用热轧坯料还是用铸轧坯料生产的啤酒标用铝箔,其化学成分均为8011合金,合金的主要成分见表1。但是在生产时,不同厂家的实际控制成分范围是不相同的,如华北铝业公司是采用低成分控制范围的合金生产啤酒标用铝箔,其化学成分的控制范围主要是考虑产品的抗拉强度、伸长率及铝箔针孔度等技术指标要能满足用户的要求。
　　现在啤酒标用铝箔的厚度为0.0115mm,力学性能检验一般使用条形拉伸试样,即平行部分宽度15mm、长度170mm、标距为100mm的拉伸试样,根据用户使用果,80112O,0.0115mm啤酒标用铝箔的抗拉强度一般在80～90N/mm2之间,伸长率为2%～2.5%。此外,不同的用户还有额外的要求,如爆裂强度等。这些技术指标一般由酒标印刷厂进行检验,铝箔供货厂通过工艺保证而不单独进行检测。
　　较薄的啤酒标铝箔经过彩色涂印后才能用于封口,因此对其表面质量的要求较高,铝箔表面不允许有油斑、明显印痕等缺陷。啤酒标印刷后要在铝箔表面均匀的打上小孔,这是啤酒标特有的工艺要求,因此对铝箔针孔度的要求很严格,几乎不允许铝箔上有针孔缺陷出现。如果铝箔原始针孔较多,加上成品啤酒标本身打上的小孔,铝箔表面就变成了“筛子”,铝箔的其他性能也会恶化,会严重影响啤酒厂的贴标速度。但是,目前国内以铸轧坯料供货的啤酒标都能实现较小的铝箔针孔,在这方面基本上能够满足用户的使用要求。

    其次对啤酒标用铝箔生产工艺控制要点进行阐述。铸轧坯料生产啤酒标铝箔的工艺控制要点及工艺流程为:铸轧熔炼→成分调整→静置炉精炼→在线除气→加入晶粒细化剂→过滤→铸轧→冷轧→在中间厚度热处理→铝箔轧制→双合轧制→成品分切→成品热处理→检查包装。

    铸轧工序的工艺控制要点主要位，在铸轧生产过程中,铝的熔体质量控制相对比较严格,除正常调整成分、彻底扒渣外,倒入保温炉(静置炉)的熔体要进行精炼,精炼时间根据炉料重量而定,一般应在15min以上,精炼介质为N2或N2+CCl4;在铸轧之前,再进行在线精炼,使进入铸轧区的铝熔体含氢量尽量减少。为了控制铸轧板坯的晶粒度,在熔体进入过滤箱之前应加入晶粒细化剂,常用直径9.5～10mm的Al2Ti2B丝,加入速度根据板坯宽度及铸轧速度而略有不同,如在铸轧速度1.0m/min的情况下生产7.5mm×1200mm的铸轧板坯,Al2Ti2B丝的加入速度一般为200～250mm/min。

    冷轧和箔轧工序的工艺控制要点从一下方面进行阐述，啤酒标用铝箔对板形和表面质量的要求较高,要选择新磨削的工作辊进行成品道次的铝箔轧制,工作辊和导辊的状况要良好,在各道次要设定或选择适宜的板形曲线,保证铝箔板形平整。
　　在中间厚度和成品厚度的热处理。在国内,用铸轧坯料生产啤酒标用铝箔时,一般在冷轧的中间道次进行一次退火,由于退火温度较高(一般在500℃以上)称为均匀化退火,不同生产厂选择在不同厚度进行中间退火,例如在2.0mm或0.8mm厚。进行均匀化退火一方面可以改善坯料的压延性能,又可以提高铝箔的伸长率。在成品铝箔退火时考虑的因素是消除铝箔表面的轧制油以及保证成品的力学性能,一般采用低温长时间保温来进行除油,如(180～230)℃(20～30)h,除油效果可以达到GB3198标准规定的A级刷水性能;考虑力学性能要符合技术标准要求,一般在300℃以上保温20～30h退火。

    最后阐述啤酒标用铝箔的发展趋势。啤酒标正朝着减薄、合金化和高性能的趋势发展,国内铝箔生产厂家进行工艺研究的目标也大致朝着这个方向。

    啤酒标用铝箔的减薄趋势。现在啤酒标用铝箔的一般厚度为0.0115mm,国内部分外资企业已经提出将它的厚度减薄至0.0112、0.0105、0.01mm的目标,而对材料性能的要求不改变。目前华北铝业公司通过调整8011合金成分及退火工艺制度生产出了厚度为0.0112mm以下的啤酒标用铝箔;华北铝业公司还在啤酒标用铝箔合金化方面进行了研究,目前用配制的新的8×××合金,能批量生产出0.0105mm厚度的啤酒标用箔。
　　啤酒标用铝箔的合金化及高性能趋势。随着啤酒标用铝箔的减薄,显然8011合金的性能、针孔度等指标难以完全满足用户的要求,必须对原合金成分进行调整或配制新的合金才能最大限度的在铝箔减薄的同时保障各项性能指标。华北铝业公司目前研制的8×××合金O状态啤酒标用铝箔,厚度减薄至0.0105mm,而强度能够达到85～95N/mm2,伸长率(标距100mm)能够达到2.5%～3.0%,95%以上的产品没有针孔,产品质量得到了广州、温州、苏州等地用户的认可。